熱質(zhì)交換原理與設(shè)備期末考題

本文格式為Word版，下載可任意編輯——熱質(zhì)交換原理與設(shè)備期末考題《熱質(zhì)交換原理與設(shè)備》綜合復(fù)習(xí)資料

一、填空題

1、流體的黏性、熱傳導(dǎo)和質(zhì)量（分子擴散）通稱為流體的分子傳遞性質(zhì)。

2、將熱質(zhì)交換設(shè)備系統(tǒng)由于過程不可逆而產(chǎn)生的熵增與兩種流體中熱容量較大的流體的熱容量之比稱之為（熵產(chǎn)

單元數(shù)），常用來作為熱質(zhì)交換設(shè)備的評價指標。3、按不同的工作原理，熱質(zhì)交換設(shè)備可分為：（間壁式）、（直接接觸式）、蓄熱式和熱管式。4、（濃度差）是產(chǎn)生質(zhì)交換的驅(qū)動力，質(zhì)交換有兩種基本方式為分子擴散和對流擴散。5、由于擴散傳質(zhì)引起的熱傳遞，這種現(xiàn)象稱為（杜弗爾）效應(yīng)。

6、二元混合氣體作為理想氣體用分子動力理論可以得出質(zhì)量擴散系數(shù)與溫度、壓力關(guān)系為：D（DPT）。

7、（相變貯能）是利用固-液相變、液-汽相變、固-汽相變和固-固相變過程來吸收和釋放熱量，進行蓄冷和蓄熱

的一項技術(shù)。

8、準則數(shù)Pr表示速度分布和溫度分布的相互關(guān)系；準則數(shù)（Le）表示溫度分布和濃度分布的相互關(guān)系。

9、雷諾類似率表述了對流傳熱、傳質(zhì)和摩擦阻力之間的關(guān)系，它們以準則數(shù)（Sh，Nu，Re，Pr，Sc）形式的表述

形式分別為Nu??132Cf2Re?Pr、（Sh?Cf2Re?Sc）。

10、吸附劑吸附除濕過程是（放熱）過程，吸附熱一般(大于)水蒸氣的凝結(jié)熱。11、菲克擴散基本定律mA??DABdCA2

（kg/m.s）中的mA為擴散物質(zhì)A的（相對擴散）通量。當(dāng)混合物以某一質(zhì)dy平均速度υ移動時，其坐標應(yīng)取隨整體平均速度的動坐標。

2

12、系數(shù)D，a，ν具有擴散的性質(zhì)，它們的單位均為m/s，它們分別稱為（分子擴散系數(shù)）、熱擴散系數(shù)和（動量

擴散系數(shù)）。13、濃度差是產(chǎn)生質(zhì)交換的驅(qū)動力，質(zhì)交換有兩種基本方式為（分子擴散）和（對流擴散）。14、二元體系中，由于存在溫度差引起的擴散，稱為熱擴散，也稱（索瑞特）效應(yīng)。15、吸附劑的再生方式有加熱再生、（減壓再生）、使用清洗氣體再生和（置換脫附再生）。16、舍伍德準則數(shù)Sh的物理意義是（反映流體的邊界擴散阻力與對流傳質(zhì)阻力之比）。17、（吸附）現(xiàn)象是產(chǎn)生在相異兩相的邊界面上的一種分子積聚現(xiàn)象。二、判斷題

1、在沒有濃度差的二元體系中即使各處存在溫度差或總壓差，也不會產(chǎn)生質(zhì)擴散。（）2、當(dāng)傳質(zhì)方向從流體主流到壁面，即傳質(zhì)阿克曼修正系數(shù)C0的值為負，此時壁面上的導(dǎo)熱量就大為增加。（）3、把冷水和溫水同時放入冰箱中，則冷水將比溫水結(jié)冰快。（）

4、送風(fēng)射流較之回風(fēng)氣流的作用范圍大得多，因而在空調(diào)房間中，氣流流型及溫度與濃度分布主要取決于送風(fēng)射

流。（）

5、噴淋室的前擋水板具有擋住飛濺出來的水滴和使進風(fēng)均勻滾動的雙重作用，所以也稱為均風(fēng)板。（）6、濕球溫度受傳遞過程中各種因素的影響，它不完全取決于濕空氣的狀態(tài)，所以不是濕空氣的狀態(tài)參數(shù)。（）7、水在冷卻塔中進行蒸發(fā)冷卻，其溫度只能被冷卻到空氣的最初溫度，此時水溫稱為水的冷卻極限。（）8、表冷器用來減濕冷卻，噴淋室可以完成除減濕冷卻以外的所有空氣處理過程。（）9、濕式冷卻塔和噴淋室都屬氣水直接接觸式熱質(zhì)交換設(shè)備，均是用來處理空氣用的。（）10、預(yù)混燃燒熱強度比擴散燃燒高好多，燃燒完全程度也高，燃燒火焰的穩(wěn)定性也好，不易產(chǎn)生回火。（）11、表冷器的熱交換效率?1是指表冷器中的實際換熱量與最大可能換熱量的比值，其實質(zhì)就是換熱器的傳熱效能。（）12、濕空氣與水直接接觸時，當(dāng)接觸時間足夠長，但水量有限時，水溫在任何熱濕交換過程中都將發(fā)生變化。（）13、物質(zhì)的分子擴散系數(shù)表示物質(zhì)的擴散能力，是物質(zhì)的物理性質(zhì)之一，與物質(zhì)的濃度直接相關(guān)。（）1、×2、√3、×4、√5、√6、√7、×8、×9、×10、×11、√12、×13、×

三、名詞解釋

1、燒蝕冷卻：為了冷卻表面，在物體的表面上涂上一層材料，當(dāng)溫度升高時涂層材料就會升華、熔化或分解，這

些化學(xué)過程吸收熱量，而反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體的質(zhì)量流從表面離去，從而有效地冷卻壁面，這種冷卻方法稱為燒蝕冷卻。

2、濃度邊界層：在流體表面處，存在一個濃度梯度很大的流體薄層區(qū)域，這個區(qū)域就稱為濃度邊界層。3、換熱擴大系數(shù)：在熱濕交換中，把總熱交換量與顯熱交換量之比稱為換熱擴大系數(shù)。

4、斐克定律：在濃度場不隨時間而變化的穩(wěn)態(tài)擴散條件下，當(dāng)無整體滾動時，組成二元混合物中組分A和組分B

發(fā)生擴散。其中組分A向組分B的擴散通量與組分A的濃度梯度成正比，這就是斐克定律。

5、析濕系數(shù)：在熱濕交換中，把總熱交換量與顯熱交換量之比稱為換熱擴大系數(shù)，也稱為析濕系數(shù)。

6、傳質(zhì)冷卻：為了冷卻表面，通過一個不斷從表面離去的質(zhì)量流開冷卻高溫表面的方法，這種冷卻方法稱為傳質(zhì)

冷卻。四、簡答題

1、寫出劉易斯關(guān)系式，并說明其成立的條件答：

h?cphmd條件：(1)0.60，隨著C0↑，總熱量Qt↑，導(dǎo)熱量Qc↓；傳質(zhì)阿克曼修正系數(shù)C0

中原工學(xué)院

建環(huán)01熱質(zhì)交換原理與設(shè)備課程期末試卷

一、填空題（共30分）

1、流體的粘性、熱傳導(dǎo)性和_質(zhì)量擴散性__通稱為流體的分子傳遞性質(zhì)。

2、當(dāng)流場中速度分布不均勻時，分子傳遞的結(jié)果產(chǎn)生切應(yīng)力；溫度分布不均勻時，分子傳遞的結(jié)果產(chǎn)生熱傳導(dǎo)；多組分混合流體中，當(dāng)某種組分濃度分布不均勻時，分子傳遞的結(jié)果會產(chǎn)生該組分的_質(zhì)量擴散_；描述這三種分子傳遞性質(zhì)的定律分別是___牛頓粘性定律___、傅立葉定律_、_菲克定律_。3、熱質(zhì)交換設(shè)備依照工作原理不同可分為_間壁式、_混合式_、_蓄熱式_和熱管式等類型。表面式冷卻器、省煤器、蒸發(fā)器屬于__間壁_式，而噴淋室、冷卻塔則屬于_混合式。

3、熱質(zhì)交換設(shè)備按其內(nèi)冷、熱流體的滾動方向，可分為___順流__式、_逆流__式、__叉流___式和__混合_____式。工程計算中當(dāng)管束曲折的次數(shù)超過___4___次，就可以作為純逆流和純順流來處理。5、__溫度差_是熱量傳遞的推動力，而_濃度差_則是產(chǎn)生質(zhì)交換的推動力。

6、質(zhì)量傳遞有兩種基本方式：分子擴散和對流擴散，兩者的共同作用稱為__對流質(zhì)交換__。7、相對靜坐標的擴散通量稱為絕對擴散通量，而相對于整體平均速度移動的動坐標擴散通量則稱為相對擴散通量。

8、在濃度場不隨時間而變化的穩(wěn)態(tài)擴散條件下，當(dāng)無整體滾動時，組成二元混合物中的組分A和組分B發(fā)生互擴散，其中組分A向組分B的質(zhì)擴散通量mA與組分A的_濃度梯度成正比，其表達式為

mA??DABdCAkgm2?sdy；當(dāng)混合物以某一質(zhì)平均速度V移動時，該表達式的坐標應(yīng)取___隨整體移動

的動坐標__。

9、麥凱爾方程的表達式為：dQz?hmd?i?id?dA，它說明當(dāng)空氣與水發(fā)生直接接觸，熱濕交換同時進行時?？倱Q熱量的推動力可以近似認為是濕空氣的焓差。

二、分別寫出對流換熱與對流傳質(zhì)的基本計算式以及式中各項的單位和物理意義；并指出當(dāng)熱質(zhì)傳遞同時存在時，對流換熱系數(shù)h和對流傳質(zhì)系數(shù)hm之間存在什么樣的關(guān)系？（10分）

2答：（1）對流換熱的基本計算式：q?h?tw?t??Wm

q

h

2——流體與壁面之間的對流換熱熱流通量，Wm；2——對流換熱系數(shù)，Wm?K；

tw,t?——壁面溫度，K。

對流傳質(zhì)的基本計算式：mA?hm??A,S??A,??

mA——組分A的質(zhì)擴散通量，kgm2?s；hm——對流傳質(zhì)系數(shù)，ms；

?A,S,?A,?——組分在壁面處和在主流中的質(zhì)量濃度，kgm3；

（2）當(dāng)熱質(zhì)傳遞同時存在時，對流換熱系數(shù)h和對流傳質(zhì)系數(shù)hm之間滿足以下關(guān)系式：

2hhhm??Le3??cpLe3?cp或hm

?2三、下表以空氣外掠平板的受迫對流為例，將二維穩(wěn)態(tài)常物性層流條件下的對流換熱與對流傳質(zhì)進行了類比，請將其補充完整。（20分）控制方程對流換熱?u?v??0?x?y對流傳質(zhì)?u?v??0?x?y?u?u?2uu?v??2?x?y?y?t?t?2tu?v?a2?x?y?y微分方程?u?u?2uu?v??2?x?y?y?CA?CA?2CAu?v?D?x?y?y2??CA??D???y???hm?CA,w?CA,?????y?0,u?0,v?vw?0,CA?CA,wy??,u?u?,CA?CA,???t??????y???h?tw?t?????邊界條件y?0,u?v?0,t?twy??,u?u?,t?t?假設(shè)條件常物性流體（1）組分A在空氣中濃度很低（2）界面法線方向速度可忽略不計四、簡述表面式冷卻器處理空氣時發(fā)生的熱質(zhì)交換過程的特點。（10分）

答：當(dāng)冷卻器表面溫度低于被處理空氣的干球溫度但高于其露點溫度時，空氣只被冷卻并不產(chǎn)生凝結(jié)水，此為等濕冷卻過程（干冷）；當(dāng)冷卻器表面溫度低于空氣的露點溫度時，